Координационная теория Вернера

Основоположником теории строения комплексных соединений является Альфред Вернер (1866—1913). Его теория, ставшая ведущей в неорганической химии и в учении о валентности, сводится к следующим трем важнейшим положениям.

  • 1. Большинство элементов проявляют два типа валентности: а) главную и 6) побочную. В современной терминологии (а) соответствует степени окисления и (6) — координационному числу.
  • 2. Каждый элемент стремится насытить как главную, так и побочную валентности.
  • 3. Побочная валентность направлена к точно фиксированным положениям в пространстве.

Рассмотрим хлораммиакаты кобальта(Ш). Первый представитель ряда CoCl3-6NH3 может быть задан формулой [Co(NH3)g]C13. Степень окисления кобальта равна 3. Три иона хлора насыщают главную валентность атома кобальта; ионы, нейтрализующие заряд иона металла, присоединены к нему за счет главной валентности. Координационное число равно 6. Молекулы аммиака используют побочную валентность. Лиганды (в данном случае молекулы аммиака) присоединены непосредственно к атому металла; они образуют координационную сферу металла. Ион Со3* уже окружен шестью молекулами аммиака, так что ионы хлора не могут быть в координационной сфере, следовательно, они находятся дальше от иона металла и не связаны с ним прочно. Поэтому ионы С1 легко осаждаются ионами Ag' в виде AgCl. Строение комплекса [Co(NH3)6]Cl3 можно изобразить следующим образом:

Строение остальных комплексных соединений, содержащих Со3+, NH3 и СП, может быть представлено такими структурами:

Формула (II) согласуется со вторым положением координационной теории. Здесь для насыщения побочной валентности имеется только пять молекул аммиака, поэтому один ион СИ должен одновременно насыщать оба типа валентности. Связь этого лиганда с центральным атомом прочная, и такой ион хлора трудно осаждается из раствора под действием иона серебра. Комплексный катион [Co(NH3)5C1]2+ имеет заряд +2, так как Со3+ + СИ —? +3 - 1 = +2.

В соединении (III) два иона хлора насыщают оба типа валентности, следовательно, они прочно удерживаются в координационной сфере. Поэтому в растворе комплекс диссоциирует на два иона: С1 и [Co(NH3)4C12]+.

В соединении (IV) все три иона хлора насыщают главную и побочную валентности, очень прочно удерживаясь в координационной сфере. Это соединение неионизировано в растворе, и поэтому при действии ионов Ag* на его раствор осадок AgCl не образуется. Если же сравнить соединения (I)—(IV), то при добавлении к растворам этих веществ ионов Ag+ осадок AgCl образуется в растворах веществ (I)—(III). Однако такое положение наблюдается не всегда, ибо в зависимости от характера центрального иона координационные связи имеют различную прочность, что указывает на неодинаковую устойчивость различных комплексов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >